• Nem Talált Eredményt

Lemma: Egy gazdaságos ütemterv (a) mindig szoros /kváziszoros/

In document TANKÓ JÓZSEF (Pldal 184-193)

(b) abban egyetlen megszakított А -task sem szakíthat meg másik A-task-ot

(c) az ütemtervet teljesen meghatározzák azokban a e’ftl szituációkban hozott ütemezési döntések, ame-

J (1) (2)

lyekben (2> (t)=/ jv(tj,^v '(t)/ komponensei közül vagy mindkettő 0/ QjQ / 9 vagy az egyik 0 , a másikra pedig a -3 reláció teljesül / ^ „ i / î ezek a kritikus szituációk; a döntés ekvivalens annak eldön­

tésével, hogy az adott pillanatban melyik job-folyamot ütemezzük а Рд processzorra; jelölje e döntéseket

s^ és S2; ezek a kritikus döntések.

Egy természetes ütemtervet teljesen meghatá­

roznak azokban a e'Lt J szituációkban hozott ütemezé­

si döntések, amelyekben jb(t) komponensei közül vagy mindkettő 0/ 6^/ , vagy az egyik 0 , a másikra pedig fo^(t)í és 0 < £>(i)( t ) < ^ 3 . relációk teljesülnek / f f * * / ; ezek a kritikus szituációk; ekkor a döntés

a Ç szituációban annak eldöntésével ekvivalens, о

melyik job-folyamot ütemezzük először P^-ra / s é s Sg döntések/, a 6* kritikus szituációban pedig annak eldöntésével, hogy a job-folyamot ütemezzük-e azonnal P A-ra /s, . döntés/, vagy hagyjuk a P.

procesz-" /дЛ

szórt tétlenül a következő f/c^/ pontig, ahol a Qr' job-folyamot ütemezzük P^-ra /sQ döntés/; ezek a kri­

tikus döntések.

173

A kritikus szituációk lényeges pontokban lép­

nek fel és ott - de csak ott - a job-folyamok kés­

leltetik egymást#

Bizonyitás: A gazdaságos ütemtervekre egyszerre bi­

zony i tjük az (a),(b) és (c) állításokat és £cj-vel együtt a természetes ütemtervekre vonatkozó állitást is úgy, hogy fokozatosan kizárunk nem domináns dönté­

seket.

Nyilvánvalóan nem lehet egy 2 Zlt, &] állapot­

ban domináns olyan döntés, hogy a teljes P processzor­

hármas tétlen legyen valamely t*>t pillanatig. Ebből az is következik, hogy minden gazdaságos és természe­

tes ütemterv a t=0 pontban valamelyik А -task ütemezésé­

vel kezdődik.

Nem lehet domináns egy f(A^) pontban olyan dön­

tés, amely szerint a megfelelő B^-task nem azonnal üte- meződne, mert ez hátráltatná az f(Ch,) ciklusvégződést.

Tehát gazdaságos és természetes ütemtervekben a B-task- ok az A-task-okhoz csatlakozóan ütemeződnek. Ugyancsak nem lehet domináns B^ task megszaitása. Ebből követke­

zik, hogy kritikus szituáció csak f (B^) pontokban lép­

het fel, amig ^>^(tj=0, i=l, vagy 2. Ilyenkor három eset lehetséges:

t*> egy B^_i-task is ugyanabban a pillanatban fejező­

dött be

egy B ^ ^ - t a s k kiszolgálás alatt áll (6) egy A^ ^-task áll kiszolgálás alatt

Az (Ы) esetben 6 = 6 C 5= 0 és egy A^- és egy A^-task egyszerre kész az ütemezésre. Két domináns dön­

tés lehet: s-^ és Sg, hogy A-^-, vagy A^-task-ot üteme- zünk-e először.

174

Mind gazdaságos, mind természetes ütemtervben csak össze­

függő ütemezés lehet domináns, amint az alábbi illusztrá­

ció szemlélteti.

A (Ç) esetben, amikor p>^(t)=0, (t) ^

mindkét ütemtervnél domináns döntés azonnali ütemezése akkor, ha 1 i * . , igy a szituáció nem kritikus.

Ha azonban ^ (t ) , akkor két domináns összefüggő ütemezési döntés lehetséges, tehát a szituáció a természe­

tes ütemezésnél kritikus /ff± / . Ezt az alábbi illusztrá­

ció szemlélteti. Gazdaságos ütemezésnél az A^_^ ütemezése domináns és a szituáció nem kritikus. Ebből következik, hogy gazdaságos ütemterv feltétlenül szoros.

s2 döntés

döntés

természetes döntések

7 Ж И

Ш B2

döntés

1 s

m i

: ' 1

>)))))))))}

Ш Ш

1

döntésS 1

gazdaságos döntések

175

A 1$) esetben, amikor (b^(t)=0, л) ^ 3 - i * a természetes ütemtervben, ahol megszakítás nem megengedett, a szituáció nem kritikus: a folyamatban lévő A ^ ^ - t a s k ki­

szolgálása folytatódik. A gazdaságos ütemtervben két domi­

náns döntés van: А^_^ folytatása befejezésig, vagy megsza­

kítása A^ kiszolgálására si döntés/. Hogy egyik sem dominálja a másikat, azt a fenti illusztráció mutatja.

Az alábbi illusztrációk igazolják, hogy egy megszakító task megszakítása, vagy egy megszakított task általi megszakítás nem. lehet gazdaságos /domináns/. Mindig csak az előbb

kezdődött А -task megszakítása lehet gazdaságos a később kez­

dődött által. A megszakítás azonban soha nem domináns a nem megszakítással szemben, mert bár a megszakító task ciklusá­

nak befejezését előbbre hozza, a megszakított task ciklusá­

nak befejezését viszont késlelteti.

A kritikus szituációkban a processzor-hármas állapo­

ta mindig változik, tehát azok lényeges pontokban lépnek fel.

A kritikus döntések eredményezte késleltetés következik ab­

ból, hogy mindegyik döntésnél valamelyik job-folyam egy cik­

lusa később fejeződhet csak be, mint a másik kritikus döntés­

nél. Minden kritikus döntés meghatározza az először üteme­

zendő A-task-ot, amelynek kiszolgálása nem szakítható meg.

Annak befejezése után viszont bármely domináns döntés egyér­

telmű, ami azt jelenti, hogy egyéb döntésnél egyik ciklus­

végződés sem csökkenne, igy egyik ciklus sem lehet késlel­

tetve.

Q. e. d.

176

A 3.11. Lemma alapján a gazdaságos és természetes ütemtervek .jellegzetességeit a következőképpen foglalhat­

juk össze:

A gazdaságos ütemtervek olyan kvázi szoros ütemter­

vek, amelyekben lehetnek megszakítások,de nincsenek feles­

leges kölcsönös megszakítások. Mindig létezik összefüggő gazdaságos ütemterv is, ami egyben természetes ütemterv.

A gazdaságos ütemtervet meghatározzák az alábbi kritikus szituációkban hozott /kritikus/ döntések:

6 0: p íl)(t)=f)^ (t)= 0

6 2>1i v 1< ( ? h \ t ) < r 1 , (b(2)(t)=0 .

A £) szituáció értéke csak 0 lehet, а о, és б-”» ,

о 1 , 1 2 , 1

tipusú szituációk értéke azonban nem feltétlenül ugyanaz minden előforduláskor. A kritikus döntések s-^ és s2 . A

0 szituációban egyik sem, a ^-szituációban az s-^, а О 2 ^-szituációban az s^ döntés megszakítást jelent.

A természetes ütemtervek összefüggőek, de nem fel­

tétlenül szorosak. Mindig létezik szoros természetes ütem­

terv is, ami egyben gazdaságos ütemterv. A természetes ütem­

tervet meghatározzák az alábbi kritikus szituációkban hozott /kritikus/ döntések:

в о : (*k\t) = (b(2;(t) =0(2) ,

6

:t) =o, o<f/2 ( t ) á -V 2, о pYt ) <y J

w l,ó ' \ L ' * Г v ~ 2* i

О 2 ,'ó : 0 < 4 l)(t)^l1 , 0 < ^ C b ) - * / 2 , [ b^(tj =0.

A 0 o szituáció értéke mindig 0, de a 0 és Q tipusu szituációk értéke többféle lehet többszöri elő­

forduláskor. A kritikus döntések a & Q szituációban

177

s, ás s0 , a 6 . л szituációban pedig s. ás s .

1 à' i,o r ° 1 о

Pontos megjegyezni azt, hogy mind a gazdaságos, mind a természetes ütemezésnél, ha egy kritikus szituációban nem a lemma szerinti kritikus döntést hozzuk, az ütemterv megszűnik gazdaságos, illetve természetes ütemterv lenni

és további szakaszára a lemma állitásai nem érvényesek, A 3.2, Tétel ás 3.11. Lemma következménye az alábbi 3.3. Tétel: A szoros /megszakitásos/ ütemtervek osztálya domináns•

Bizonyítás: Mivel a gazdaságos ütemtervek osztálya domi­

náns és minden gazdaságos ütemterv szoros, a szoros ütemtervek tágabb osztálya szükségképpen domináns,

Q • e , d ,

Nyitott kérdés egyelőre, hogy az összefüggő szoros ütem­

tervek osztálya domináns-e az összefüggő ütemtervekkel szemben.

178

3*4» Gazdaságos és természetes ütemtervek,

A gazdaságos és a természetes ütemtervek fontossá­

gát a 3*2. Tétel szerinti domináns tulajdonsága jelenti.

Ezek tulajdonságainak vizsgálata, a 3»11» Lemmán túl is, szükséges mert, bár szükebb osztályt alkotnak a megenged­

hető ütemtervek terében, mégis nem nyilvánvaló az optimá­

lis ütemtervek megkeresése.

A gazdaságos és a természetes ütemezés fogalma köny- nyen általánosítható lenne kettőnél több szabályos job- folyamra és nem szabályos job-folyamokra. A kritikus szi­

tuációk létezése még nem determinisztikus ütemezési stra­

tégiák és sztochasztikus job-folyamok esetén is egyszerű­

sítené az ütemezés problémáját.

A gazdaságos és a természetes ütemtervek tulajdonsá­

gai sok vonatkozásban hasonlók, vagy analógiát mutatnak, ezért a két osztályt egy bizonyos határig célszerű együtt tárgyalni. Az irás rövidítése érdekében célszerű bizonyos rövidítéseket bevezetni.

Nevezzük GT ütemtervnek azt az R=R(Q) ütemtervet, amely vagy gazdaságos, vagy természetes. Használjuk a G-ütemterv elnevezést is egy gazdaságos ütemtervre és a T-ütemterv elnevezést is egy természetes ütemtervre. Nevez­

zük G-kritikus szituációknak a G-ütemtervek О., О -, -, ,

-4 ^ О ±f±

ö Q n típusú szituációit és T-kritikus szituációknak a T-ütemtervek ö _ , О , о о tipusú szituációit.

Ezeket együtt nevezzük GT-kritikus szituációknak. Egy GT ütem­

tervben annak tényleges típusától függetlenül nemcsak a saját kritikus szituációk, amelyek tipusa saját, hanem a másik nem saját kritikus szituációk is felismerhetők, jóllehet nem pon­

tosan a 3*11» Lemma szerinti jellemzői vannak.

179

Hem kritikus szituációja egy GT ütemtervnek egy O0 állapot, ha ott a 2. Megállapodás miatt az ütemezés egyértelműen meghatározott. E fontos tényt sokszor ki kell majd használnunk. Ettől eltekintve a 6'o-szituációk egyszerre saját kritikus szituációi mind a G- , mind a T-ütemterveknek.

A G-ütemtervekben minden óL xft] saját kritikus

szituáció előtt At=min/ idővel

olyan szituáció található, amely egy T-ütemtervben Q-, . 1 $ О tipusú kritikus szituáció lenne. Most azonban a

t*=t- At pontban a =0 feltétel nem okvetlen tel­

jesül, amint ezt alább illusztráljuk.

A T-ütemtervekben minden O . ít) kritikus szituá-

/.\ i,o w

ció után AtiftW(t) idővel olyan szituáció lép fel, amely egy G-ütemtervben 6\ . , tipusú kritikus szituáció

len-1 j J. /ni

ne. Most azonban a t*=t+At pontban is lehetsé­

ges, amint ezt alábbi illusztrációnk mutatja.

A GT-kritikus szituáció elnevezést terjesszük ki a nem saját, de mégis felismerhető szituációkra, amelyek a másik tipusú ütemtervnél lennének kritikus szituációk.

A GT-kritikus szituációk, mint látjuk, párban lépnek fel, amelyek & esetén egybeesnek, egyébként

s és 6 0 ,

1 , 0 2 , 1 6 2 , 0 és

e i,i

cJí3

-18o

alkotnak párokat és a 6*^ Q mindig megelőzi a &

3-i »o tipusú GT-kritikus szituációt. t=t « b J é s t ' = t ( 6 3.i(1) tén t #-t — m i n / ^ amint ez a fenti illusztrá-ese

ciókon ellenőrizhető. A &. л és 6* . GT-kritikus 1 , 0 3-i,l

szituációpár egymásutáni lényeges pontban lép fel, amint erről szemlélet alapján könnyen meggyőződhetünk. /L. fenti és alábbi illusztrációkat/.

hozott /kritikus/ döntésekkel egyértelműen meghatározottak.

Mégpedig minden nem-kritikus szituációban a /domináns/ dön­

tés egyértelműen meghatározott az utolsó kritikus döntés által. így többek között a nem saját GT-kritikus szituációk ban is egyértelműen meghatározott a döntés az utolsó kriti­

kus döntés által. Nem GT-kritikus szituációkban viszont a döntések egy G- és egy T-ütemtervben is azonosak, ha kölcsö nősen "elfogadható" /domináns/ döntés van a nem saját kri­

tikus szituációkban is. Eaket a tényeket precízebben kife­

jezi a következő 3»12. Lemma.

Korábbi definíciónkkal összhangban nevezzük egy GT ütemterv saját kritikus szituációi határolta szakaszait az ütemterv határozott szakaszainak. Ha van utolsó kritikus

szituációja, akkor az utána kezdődő szakaszát szintén hatá­

rozott szakasznak tekintjük.

181

/Utolsó határozott szakasz./ Egy G-ütemterv határozott szakaszát nevezzük G-szakasznak, egy T-ütemterv határo­

zott szakaszát T-szakasznak, ha a megkülönböztetés szük­

séges. A határozott szakaszok tulajdonságait foglalja össze a következő lemma. Előrebocsájtjuk, hogy egy hatá­

rozott szakasz hossza lehet 0 is, ilyenkor egyetlen pont­

beli szituációsorozat alkotja.

3.12. Lemma : Egy tetszőleges konfiguráció mellett

In document TANKÓ JÓZSEF (Pldal 184-193)